JPS6297399A - 電子回路の電磁遮蔽構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、スイッチングレギュレータなど、サイリス
タのようなスイッチング素子を有する電子回路の遮蔽構
造に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

電子機器の小型化等に伴ない、電源部にスイッチングレ
ギュレータが用いられているが、高効率である反面、ノ
イズを発生するという欠点がある。

この発生ノイズは、電源ラインに伝搬したり、空中へ放
射され、近くにある電子機器に悪＃響を与える。このた
め、発生ノイズを低減することが必要とされている。

しかしながら、スイッチングレギュレータ’ｌど、スイ
ッチング素子を有する電子回路の発生ノイズ低減は、ノ
イズフィルタを用いることによってＡＣ電源ライン等か
らのノイズの流出を防止し、電磁シールド材料を用いる
ことによって放射ノイズを防止しているのが現状である
。

このため、スイッチングレギュレータ等の電子回路にあ
っては、回路の部品点数が増えることや特別の電磁シー
ルＦ対策が必要であるといった問題を抱えている。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、上述の現状に鑑み、スイッチングレ
ギュレータなど、スイッチング素子を有する電子回路の
発生ノイズを確実、かつ、容易に防止することができる
、電子回路の電磁遮蔽構造を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明の電子回路の電磁遮蔽構造は、金属製の外箱の
内側に高誘電率材料を介して配置された金属製の内箱内
に、スイッチング素子を有する電子回路を収容し、そし
て、前記電子回路の給電リードの１方を前記内箱の１側
に接続し、その他方を前記内箱の前記１側に近接した前
記外箱の１側に接続し、前記電子回路のための外部電源
からの外部給電リードの１方を前記内箱の前記１側と離
反した４ｉＪ記内箱の他側に接続し、その他方を前記内
箱の前記他側に近接した前記外箱の他側に接続してなる
ことに特徴を有するものである。

〔発明の構成〕

以下、この発明の電子回路の電磁遮蔽構造を図面に基づ
き詳述する。

第１図は、この発明の電子回路の電磁遮蔽構造の１実施
態様を示す概略縦断面図である。

第１図において、１は金属製の内箱、２は金属製の外箱
、３はスイッチングレギュレータなど、スイッチング素
子を有する電子回路である。内箱１および外箱２の各々
は、１端が開口した円筒体に形成されている。内箱１は
、その開口端部１ａを外箱２の開口端部２ａと逆方向に
向けて、高誘電率材料４を介して外箱２内に同軸に配置
されている。電子回路３は、図示しない絶縁体フレーム
等によって絶縁した状態で、内箱１内に収容されている
。５は電子回路３の給電リード、６は電子回路３のだめ
の外部Ａ　Ｃを源（図示せず）からの外部給電リードで
、給電リード５と外部給ｔ　’）−Ｆ６とは直続接続す
ることをせず、これら給電リード５および６の両者とも
内箱１および外箱２に接続しである。給電リード５は、
その１方のり一ド５ａが内箱１の開口端部１ａに接続さ
れ、他方のり一ド５ｂが前記開口端部１ａに近接した外
箱２の１側、即ち外箱２の開口部と反対側の側方壁部２
ｂに接続されている。外部給電リード６は、その１方の
リード６ａが内箱１の開口端部１ａと離反した内箱１の
側方壁部１ｂに接続され、他方のり一ド６ｂが前記側方
壁部１ｂに近接した外箱２の開口端部２ａに接続されて
いる。７は電子回路３の出力端子で、出力端子７は内箱
１の側方壁部１ｂを絶縁的に通って外部に引出されてい
る。

以上のような構成の電磁遮蔽構造によれば、電子回路３
に関する発生ノイズは以下のように低減される。

第２図において、同軸円筒導体８ａおよび８ｂに互いに
向きの逆な往復電流＋ｉ、−ｉ　をｍｍ流すと、アンペ
ール（Ａｒｒ′Ｉｐｅｒｅ）の質流式によって、円筒導
体８ａ外では通電電流ｉによる磁界を発生しない。第１
図に示す電磁遮蔽構造では、電子回路３を収容した内箱
１とその外の外箱２とが、外部給電リード６と共にＡＣ
電源ラインを構成しておシ、第３図に示すように、外部
給電り−ド６からの電流工０は、外箱２および内箱ｌを
互いに逆向きに流れるので、ＡＣｉ源ラインに乗って侵
入してぐる伝搬ノイズの空中への放射は抑制される。

次に、電子回路３から直接空中へ放射されるノイズにつ
いては、円筒導体による電磁遮蔽効果として扱うことが
できる。

すなわち、円筒導体の電磁遮蔽効果をＳとすれば、 Ｓ＝〔反射損失〕＋〔吸収損失〕 ＋〔反覆反射損失〕・・・・・■ で表わされ、そして、これらは、 但し、之ω：空間のインピーダンス、 之ｓ：導体の固有インピーダンス、 但し、ω：放射電磁ノイズの角周波数、に：導体の導電
率、 μ：厚導体透磁率、 ｅ：自然対数の底 但し、ン：導体の伝搬定数、 で与えられる。

一般に鉄や銅の円筒導体では、６０〜８０ｄＢｔの電磁
遮蔽効果を得ることができる。第１図に示した電磁遮蔽
構造では、この円筒導体が内箱１と外箱２との２重構造
になっているので、大きな電磁遮蔽効果を発揮する。従
って、電子回路３から直接空中へ放射されるノイズは、
空中への伝搬が抑制される。

次に、外部給電リード６を伝わってＡＣ電源ラインから
他の電子回路へ侵入する伝搬ノイズの低減；ま、次のよ
うに実現される。

第１図に示す電磁遮蔽構造は、第４図に示す等価回路で
表わすことができる。第４図の等価回路において、抵抗
γ、インダクタンスｔ１キャノξシタンスＣとすれば、
等価回路のインピーダンス之は、次のように与えられる
。

之＝γ＋Ｊωｔ−１／ｊωＣ・・・・・・・・■このう
ち、抵抗γとインダクタンスｔは、同軸円筒導体を構成
する内箱１および外箱２の金属の種類と、径や長さなど
の寸法と、通電電流の大きさおよび周波数とによって決
まる。一方、キャパシタンスＣは、内箱１および外箱２
の径や長さと、内箱１と外箱２との間に介挿される高誘
電率材料４の誘電率とによって決まり、次のように与え
られる。

但し、ａ：内箱１の外径、 ｂ、外箱２の内径、 ｔ：外箱１の長さ、 ε“：高誘電率材料４の比誘電率、 ε０：真空の誘電率 今、第５図に示す回路において、負荷抵抗Ｒｘに取出さ
せる電圧Ｅａｂは、回路に流れる電流を１とすれば、次
のようになる。

ｔａｂ”企−Ｒｏｉ　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・■・・・・・・・・・■ 但し、立：印加電圧、 Ｒｏ：電源内部抵抗、 ω：定電源角周波数 このＥａｂの周波数依存性を調べると、第６図に示すよ
うに、ある周波数を遮断周波数として、それより高周波
数域で減衰する。従って、Ｃ＋　ＲＸ　＋Ｒｏに適当な
直を選ぶと、特定の周波数以上を通過させない一種の低
域通過フィルターとして機能する。例えば、第１図の電
磁遮蔽構造において、第７図に示すように、外箱２の内
径を１００．４　ｒｒｒｒｎ、長さを２００箇、内箱１
と外箱２との間の距離を０．２門トスると、キャノぐン
タンスＣが５．６×１０　Ｆとなるので、Ｒｘ、Ｒｏを
各々５０Ωとすると、周波数特性は第８図に示すように
なり、４００　ＩＧ（ｚでは１０ＫＨ２での通過電圧の
６％しか通過しない。

第１図に示す電磁遮蔽構造での電子回路３の伝搬ノイズ
の伝搬モデルは、第９図に示すように考えられるから、
高誘電率材料４を介挿した内箱１および外箱２からなる
同軸円筒導体の持つキャパシタンス成分は、伝搬ノイズ
に対して低域通過フィルタの役割りを果す。特に、ＡＣ
電源ラインでは通過域が５０Ｈｚであるから、上記のよ
うなキャパシタンス値を持たせれば、数百ＩＩＧ（ｚ以
上となる高周波ノイズは、ＡＣ電源ラインである外部給
電リードロを通って外部へ伝搬しない。

なお、高誘電率材料４として、ニトリルゴムなどのよう
な比誘電率が２０前後のものや、チタン酸バリウムなど
のように比誘電率が１０００〜３０００のものを使用す
れば、内箱１と外箱２との間の距離をそれほど小さくす
ることなく、大きなキャパシタンス値を得ることができ
る。

以上の実施態様では、内箱１および外箱２とも１端が開
口した金属製円筒体からなる場合を示したが、内箱１お
よび外箱２は両端が閉じててもよく、また角筒体など任
意の断面形状の筐体とすることもできる。

以上のように、この発明によれば、スイッチングレギュ
レータなど、スイッチング素子を有する電子回路のＡＣ
電源ラインに乗って侵入してくるノイズの空中への放射
、電子回路から直接空中へ放射されるノイズの空中への
伝搬および電子回路からＡＣ電源ラインを伝わって外部
へ伝搬するノイズの前記ＡＣ電源ラインへの伝搬が、確
実に防止される。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように構成されるので、スイッチング
素子を有する電子回路の発生ノイズを確実、かつ、容易
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の電磁遮蔽構造の１実施態様を示す
概略縦断面図、第２図は、侵入してくる伝搬ノイズの空
中への放射を同軸円筒導体によって抑制することを示す
原理的説明図、第３図は、第１図の電磁遮蔽構造におけ
る侵入してぐる伝搬ノイズの空中への放射抑制を示す説
明図、第４図は、第１図の電磁遮蔽構造の等価回路を示
す回路図、第５図は、第４図の等価回路に電源および負
荷抵抗を加えたものを示す回路図、第６図は、第５図の
回路における出力電圧の周波数依存性を示すグラフ、第
７図は、第１図の電磁遮蔽構造での寸法例を示す図、第
８図は、第７図の電磁遮蔽構造における出力電圧の周波
数依存性を示すグラフ、第９図は、第１図の電磁遮蔽構
造における伝搬ノイズの伝搬モデルの等価回路を示す回
路図である。 図面において、 １・・・内箱、　　　　　　　１ａ・・・開口端部、１
ｂ・・・側方壁部、　　　　２・・・外箱、２ａ・・・
開口端部、　　　　２ｂ・・・側方壁部、３・・・電子
回路、　　　　　４・・・高誘電率材料、５・・・給電
リード、　　　　６・・・外部給電ＩＪ−１’。 ７・・・出力端子。 第３房 巣４図 条５包 年６図 周ｉ数□ 第７ｍ 第８票 １ｉ１波歓 第９団

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属製の外箱の内側に高誘電率材料を介して配置された
   金属製の内箱内に、スイッチング素子を有する電子回路
   を収容し、そして、前記電子回路の給電リードの１方を
   前記内箱の１側に接続し、その他方を前記内箱の前記１
   側に近接した前記外箱の１側に接続し、前記電子回路の
   ための外部電源からの外部給電リードの１方を前記内箱
   の前記１側と離反した前記内箱の他側に接続し、その他
   方を前記内箱の前記他側に近接した前記外箱の他側に接
   続してなることを特徴とする、電子回路の電磁遮蔽構造
   。